ナノセルロース製造法を応用した高度外部フィブリル化楮繊維調製への挑戦

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K18524
• Research Institution: Tokyo National University of Fine Arts and Music
• Principal Investigator: 稲葉 政満 東京藝術大学, 大学院美術研究科, 教授 (50135183)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 半田 昌規 東京藝術大学, 大学院美術研究科, 講師 (20538764) ; 大原 啓子 (貴田啓子) 東京藝術大学, 大学院美術研究科, 助手 (20634918) ; 小瀬 亮太 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 講師 (60724143) ; 岡山 隆之 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 理事 (70134799) ; 西田 典由 愛媛県産業技術研究所(紙産業技術センター), 技術支援室, 主任研究員 (80502898)
• Project Period (FY): 2018-06-29 – 2020-03-31
• Keywords: 修復材料 / 紙質文化財 / リーフキャスティング / ナノセルロース

Outline of Annual Research Achievements

紙を作る際にパルプは叩解される。その際、繊維への離解、切断、繊維内部の各層が割れて繊維がつぶれやすくなる内部フィブリル化と繊維の外層(一次壁)が破れて外部に毛羽状に剥がれる外部フィブリル化が起こる。外部フィブリル化した毛羽状の膜は繊維同士の結合力を増す。洋紙では強い叩解により内部フィブリル化と外部フィブリル化が生じさせ、紙としては嵩が低く、表面がフラットな紙である。それに対して楮（こうぞ）紙では繊維のフィブリル化はほとんど生じていない。通常の叩解では程度の差があるが、フィブリル化は内部と外部が同時に生じてしまう。そのため、叩解が進むと、紙の嵩は減少していく。一方、内部フィブリル化を抑制し、高度に外部フィブリル化した繊維を調製できれば、通常の楮紙のような嵩高なシートの特徴を有したままで、繊維同士の接点での繊維間結合力を増やすことが可能となり、革新的な紙あるいは修理材料となる。この高度に外部フィブリル化した楮繊維の調製にナノセルロース化技術が応用できるかどうかを検討することが本研究の挑戦的な目標である。
近年木材パルプから製造したナノセルロースの応用研究が盛んであり、異なる原理に基づいたナノセルロース製造法がある。本研究ではＴＥＭＰＯ酸化処理、水中カウンターコリジョン法（ACC）、ディスクミル：マスコロイダー（増幸産業（株））の3種の方法について検討することとし、前2者については実施し、製造したパルプについて予備的な応用試験を実施した。ディスクミルによる方法が現状ではもっとも可能性がある結果となっている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

TEMPO酸化処理に関しては、別件で東京大学でその手法を習えることとなったが、その習得に手間取りまだ予備試験が行えていない。装こう師による評価は年度末は多忙なため、実施できず、次年度に持ち越した。

Strategy for Future Research Activity

すでに製造した2種のタイプのパルプの装こう士による評価を行い、昨年度末までに行った予備的試験の結果も併せて、共同研究者らにより今後の方針を決め、その後、TEMPO法による試料を加え、本手法の紙本修復材料としての可否を検討する。

Causes of Carryover

作成した試料の予備的な試験が年度末にずれ込んだため、装こう師による試験を実施てきず、次年度にこの分がずれ込んだためである。この分に関しては、年度当初に実施すべく現在調整中である。